Giáo án Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

GIAO THOA SÓNG I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức, kĩ năng, thái độ a) Kiến thức
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước.
- Nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng.
- Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa. b) Kĩ năng
- Giải thích được sự hình thành các vân cực đại và cực tiểu giao thoa.
- Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa.
- Quan sát và biết được các bước làm thí nghiệm giao thoa sóng. c) Thái độ
- Quan tâm đến các sự kiện, hiện tượng liên quan đến sóng cơ, giao thoa sóng cơ.
- Hứng thú trong học tập, tìm hiểu khoa học.
2. Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh
Hình thành và phát triển năng lực tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng
tạo, năng lực ngôn ngữ, tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội, năng lực công nghệ, tin học,
năng lực thẩm mỹ, thể chất. Cụ thể như sau:
- Năng lực tự học, đọc hiểu: Đọc SGK, tài liệu, phiếu học tập, ghi chép…
- Năng lực hợp tác nhóm: trao đổi thảo luận, trình bày kết quả thảo luận.
- Năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo: Hình ảnh quan sát được như thế nào? Chúng được hình thành như thế nào?
- Năng lực tính toán, năng lực thực hành thí nghiệm: các thao tác lý thuyết để đua ra phương trình sóng tại điểm M,… II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên
- Thí nghiệm về giao thoa sóng nước.
- Các video thí nghiệm, hình ảnh giao thoa sóng nước.
- Những thiết bị, học liệu khác cần cho bài học… 2. Học sinh
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp...
- Những nhiệm vụ khác do GV phân công liên quan đến bài học…
- Ôn lại phần tổng hợp dao động.
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC CỦA HỌC SINH 1. Hướng dẫn chung
Từ việc quan sát video thí nghiệm về sự truyền sóng trên mặt nước, yêu cầu học sinh nhắc lại sự
truyền sóng (hình 7.1). Yêu càu học sinh dự đoán hình ảnh quan sát được nếu dùng thí nghiệm tương tự
hình 7.1, nhưng sử dụng 2 nguồn giống hệt nhau.
Thông qua quan sát thí nghiệm hướng dẫn học sinh giải thích thí nghiệm bằng thực nghiệm quan
sát và chứng minh bằng còn đường lý thuyết từ đó giải quyết những vấn đề liên quan đến hieejn tượng
giao thoa và nêu ra điều kiện giao thoa sóng.


Học sinh được giao nhiệm vụ tìm tòi khám phá giải quyết vấn đề, tự học cá nhân, thảo luận
nhóm, báo cáo kết quả học tập, ghi chép thông tin… được tương tác thầy với trò, trò với trò, trò với thiết
bị, phương tiện và học liệu (môi trường học tập).
Bài học được thiết kế theo chuỗi các hoạt động học: Tình huống xuất phát/ Nhiệm vụ mở đầu –
Hình thành kiến thức – Hệ thống hóa kiến thức và luyện tập – Vận dụng vào thực tiễn – Tìm tòi mở rộng.
Dự kiến chuỗi hoạt động học như sau: Các bước
Nội dung hoạt động
Tình huống xuất phát/ Tạo tình huống và phát biểu vấn đề về giao thoa sóng nước. Nhiệm vụ mở đầu
- Hiện tượng giao thoa sóng của 2 sóng trên mặt nước. Hình thành kiến thức
- Cực đại và cực tiểu giao thoa.
- Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp
Hệ thống hóa kiến thức và - Hệ thống hóa kiến thức. Luyện tập
- Bài tập về vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa.
Áp dụng các kiến thức đã học về giao thoa và điều kiện giao
Vận dụng vào thực tiễn
thoa để giải bài tập liên hệ thực tiễn.
Áp dụng phương pháp khảo sát chuyển động của một vật bị
ném để xác định chuyển động của các vật ném xiên. Tìm tòi mở rộng
Tìm hiểu các điều kiện để các vận động viên nhảy xa, ném tạ,
ném lao… đạt được thành tích tốt nhất…
2. Tổ chức từng hoạt động
Hoạt động 1: (Tạo tình huống xuất phát/ Nhiệm vụ mở đầu) a) Mục tiêu
- Kiểm tra kiến thức cũ đã học về sóng cơ và sự truyền sóng cơ.
- Tìm hiểu về hình ảnh giao thoa sóng trên mặt nước. b) Nội dung
+ Kiểm tra kiến thức cũ bằng hình thức vấn đáp.
+ Nhắc lại hình ảnh thí nghiệm hình 7.1 sgk. Gợi ý vấn đề bằng cách đặt câu hỏi: hiện trượng sóng
trên mặt nước sẽ thay đổi như thế nào nếu sử dụng hai nguồn giống hệt nhau?
c) Tổ chức hoạt động
- GV phát vấn kiểm tra bài cũ.
- GV cho HS quan sát một đoạn video về thí nghiệm như hình 7.1 sgk. Yêu cầu học sinh mô tả lại hình ảnh quan sát.
- Yêu cầu học sinh dự đoán hình ảnh có thể quan sát được nếu sử dụng hai nguồn giống hệt nhau.
- Yêu cầu HS thảo luận xác định vấn đề nghiên cứu. HS mô tả hình dạng sóng quan sát được. Giải
thích hình ảnh quan sát được.
- Tổ chức HS báo cáo kết quả trước lớp và dẫn dắt HS giải quyết vấn đề cần xác định.
d) Sản phẩm: Ý kiến của các nhóm và nội dung ghi của học sinh.

e) Đánh giá
- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong
quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).
- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả
hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).
- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá
được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.
Hoạt động 2 (Hình thành kiến thức)
I. Hiện tượng giao thoa của 2 sóng trên mặt nước a) Mục tiêu
+ Mô tả được hiện tượng giao thoa sóng.
+ Giải thích được hiện tượng giao thoa sóng. b) Nội dung
- GV làm thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước: sử dụng 2 nguồn giống hệt nhau. (Trình chiếu
video thí nghiệm, hình ảnh vân giao thoa).
- Học sinh quan sát thí nghiệm và được gợi ý để mô tả và giải thích hiện tượng giao thoa sóng.
- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, các nhóm học sinh thực hiện các yêu cầu sau:
+ Mô tả hiện tượng giao thoa sóng quan sát được qua thí nghiệm.
+ Giải thích nguyên nhân gây ra hiện tượng quan sát được.
+ Định nghĩa hiện tượng giao thoa sóng.
c) Tổ chức hoạt động
- Học sinh quan sát thí nghiệm (video thí nghiệm, hình ảnh vân giao thoa) về giao thoa sóng từ đó
mô tả lại hình ảnh quan sát được.
- GV hướng dẫn các nhóm thảo luận để giải thích sự hình thành của các vân giao thoa quan sát
được, từ đó đưa ra được định nghĩa hiện tượng giao thoa sóng.
- GV chuyển giao nhiệm vụ: Giải thích hiện tượng quan sát được.
- Trong quá trình hoạt động nhóm, GV quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời khi các
em cần hỗ trợ. Ghi nhận kết quả làm việc của cá nhân hoặc nhóm học sinh.
- Tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả và thảo luận để hoàn thành nhiệm vụ học tập.
d) Sản phẩm: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của HS.
+ Trên mặt nước xuất hiện những loạt gợn sóng cố định có hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm S1 và S2. Trong đó:
* Có những điểm đứng yên hoàn toàn không dao động.
* Có những điểm đứng yên dao động rất mạnh.
+ Hiện tượng giao thoa là hiện tượng khi hai sóng gặp nhau, có những điểm chúng luôn luôn
tăng cường nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu nhau. Hiện tượng giao thoa là một hiện
tượng đặc trưng của sóng. e) Đánh giá
- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong
quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).
- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả
hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).


- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá
được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.
II. Cực đại và cực tiểu a) Mục tiêu
+ Viết được phương trình giao thoa sóng tại điểm M.
+ Xác định được vị trí cực đại giao thoa và cực tiểu giao thoa. b) Nội dung
- Dựa vào phương trình truyền sóng, GV hướng dẫn học sinh viết phương trình truyền sóng từ các nguồn đến điểm M.
- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, các nhóm học sinh thực hiện các yêu cầu sau:
+ Dao động tổng hợp tại M có biểu thức?
+ Dựa vào biểu thức, có nhận xét gì về dao động tổng hợp tại M?
+ Biên độ dao động tổng hợp a phụ thuộc yếu tố nào?
+ Những điểm dao động với biên độ cực đại là những điểm nào?
c) Tổ chức hoạt động
- GV hướng dẫn các nhóm thảo luận để giải thích sự hình thành của các vân giao thoa quan sát được,
từ đó đưa ra được định nghĩa hiện tượng giao thoa sóng.
- GV chuyển giao nhiệm vụ: Giải thích hiện tượng quan sát được.
- Trong quá trình hoạt động nhóm, GV quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời khi các
em cần hỗ trợ. Ghi nhận kết quả làm việc của cá nhân hoặc nhóm học sinh.
- Tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả và thảo luận để hoàn thành nhiệm vụ học tập.
d) Sản phẩm: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của HS.
- Biểu thức dao động tại một điểm M trong vùng giao thoa: π (d d u 2− d1) 2+ d 1 =u cos 2 π 1+ u2=2 A cos ( t − ) λ T 2 λ
=>Dao động tại M vẫn là một dao động điều hoà với chu kì T và biên độ của dao động tại M: π (d A 2−d1 )| M=2 A |cos λ
- Vị trí các cực đại và cực tiểu giao thoa
+ Những điểm dao động với biên độ cực đại (cực đại giao thoa): d2−d1=kλ ;k=0 ;± 1;± 2 …
+ Những điểm đứng yên, hay là có dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa): 1
d2−d1=(k+2 )λ;k=0;±1;±2… e) Đánh giá:
- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong
quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).
- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả
hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).
- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá
được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.
III. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp